毛竹林生态系统植硅体的分布及其影响因素

在浙江省临安市青山、安吉县船坝、新昌县巧英和新昌县大市聚等4个地点选取毛竹Phyllostachys edulis竹叶及林地土壤,运用微波消解及Walkley-Black方法,研究不同岩性土壤上发育的同一竹龄毛竹竹叶和同一岩性土壤上发育的不同竹龄毛竹竹叶中植硅体的产生和分布规律,为毛竹林植硅体碳汇调控提供科学参考。结果表明:①毛竹竹叶中植硅体质量分数为50.8~99.1 g·kg-1,基本上是由上部到下部递减,在不同岩性间的差异表现为花岗岩>花岗闪长岩>玄武岩>页岩。②毛竹竹叶中植硅体的产生通量变化范围为154.9~605.9 kg·hm-2·a-1,在不同岩性间的差异表现为花岗岩>花岗闪长岩>玄武岩>页岩。③若按目前全国毛竹林面积3.3×106hm2,植硅体产生通量209.5~420.2 kg·hm-2·a-1以及植硅体中碳含量(3±1)%计算,那么中国毛竹林通过叶植硅体约可以固定二氧化碳(76.1~152.5)×106kg·a-1。     

植物生态系统中的植硅体闭蓄有机碳及其在全球土壤碳汇中的重要作用

植硅体闭蓄有机碳（phytolith—occluded organiccarbon,PhytOC）是封存在植硅体中的有机碳。在土壤环境中受到具有高度抗分解能力的植硅体的保护,它可以长期（数千年至万年以上）封存在土壤剖面中,从而成为陆地土壤长期（万年尺度）固碳的重要机制之一。以千年的时间尺度来衡量,估计全球土壤有机碳的平均积累率为2．4g·m^-2．a^-1,其中PhytOC积累贡献了15．0％～37．0％。通过选择种植高产PhytOC的植物物种来增加短期和长期碳汇的途径是存在的。大多数的农作物如大麦Hordeumvulgare,玉米Zeamays,水稻Oryzasativa,高粱Sorghumvulgare,甘蔗Saccharumofficinarum和小麦Triticumaestivum已知是植硅体的生产者。估计全球上述作物每年生产的PhytOC高达（5．08～12．01）×10^6t.a^-1。综述了植物生态系统中PhytOC的形成机制与特征、积累率、提高土壤PhytOC积累率的农学措施及其在全球土壤碳汇中的重要作用。     

杭州西溪湿地外来入侵植物现状与防治对策

浙江杭州西溪湿地外来植物计有20科45种,优势科现象明显,其中菊科Compositae14种（31.1%）,豆科Legu-minosae和旋花科Convolvulaceae各4种（8.9%）,十字花科Cruciferae和苋科Amaranthaceae各3种（6.7%）,玄参科Scrophulariaceae和伞形科Umbelliferae各2种（4.4%）,其余13科各1种（2.2%）。外来入侵植物都是草本植物,以1年生或2年生为主,有36种（占80.0%）,多年生只有9种（占20.0%）。这些外来入侵植物严重地威胁西溪湿地的生态系统,影响了当地的生物多样性和本土植物的生境。论述了西溪湿地外来入侵植物的入侵途径,并提出防治对策。     

外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响

【目的】探明植硅体和植硅体碳的形成对外源氮和硅的响应,开展外源氮和硅添加对毛竹Phyllostachys edulis植硅体碳碳汇能力的影响研究,以期为竹林碳汇提供理论参考。【方法】通过氮[尿素：0(N₀)、250(N₁)、500(N₂)mg·kg^-1]和硅[硅酸钠：0(Si₀)、75(Si₁)、150(Si₂) mg·kg^-1]二因素三水平正交栽培试验,采集毛竹叶、枝、秆、篼和凋落物样品,分析不同处理不同器官植硅体碳质量分数。【结果】随着硅添加量的增加毛竹不同器官及凋落物植硅体碳质量分数均呈上升趋势。不同处理叶、枝、秆、篼及凋落物植硅体碳质量分数分别为3.15～4.68、2.10～3.47、0.30～1.18、1.09～2.15和3.21～4.63 g·kg^-1,均表现为N₂Si₂处理植硅体碳质量分数最高,N₀Si_...     

北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究

  目的  研究北亚热带麻栎Quercus acutissima林土壤植硅体碳(PhytOC)质量分数及剖面分布规律,探讨不同林龄麻栎林土壤植硅体碳储量的差异。  方法  以江苏省句容市不同林龄麻栎林土壤为研究对象,按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm分层取土壤样品,测定植硅体和植硅体碳质量分数,并估算麻栎林土壤植硅体碳储量。  结果  土壤有效硅质量分数为45.7~153.3 mg·kg?1,随土层深度增加而增大,各分层之间有效硅质量分数差异不显著,不同林龄麻栎林土壤有效硅质量分数差异显著(P＜0.05)。幼龄林和成熟林土壤植硅体、植硅体碳和植硅体中有机碳质量分数均随土层深度增加先增大后减小,而中龄林则随土层深度增加而减小;不同林龄之间土壤植硅体、植硅体碳、植硅体中有机碳质量分数差异显著(P＜0.05),而各土层之间差异均不显著。土壤植硅体碳和总有机碳质量分数比值(PhytOC/TOC)为0.36%~1.49%,大致随土层深度的增加而增大;不同土层之间PhytOC/TOC差异不显著,但各林龄之间差异显著(P＜0.05)。土壤植硅体与植硅体碳质量分数之间呈极显著正相关关系(P＜0.01),植硅体碳与有效硅质量分数之间无相关性;麻栎林土壤植硅体碳储量为1.15~1.47 t·hm?2,幼龄林、中龄林、成熟林土壤的植硅体碳储量占有机碳储量的比例分别为0.80%~1.50%、0.73%~1.10%、0.36%~0.67%,占比较小。  结论  受土壤理化性质、淋溶作用等的影响,植硅体和植硅体碳质量分数在不同林龄麻栎林土壤剖面中的分布具有一定的差异性。植硅体碳储量占有机碳储量的比例较小,但随土层深度的增加而增大,表明植硅体碳较其他形式的碳更加稳定。从时间尺度上来讲,植硅体碳汇是森林长期碳汇的重要组成部分。图3表4参41     

杭州西溪湿地研究综述

对杭州西溪湿地特别是对其生物多样性、生态环境、植被、景观格局、生态旅游资源开发和保护方面的研究进行了分析总结,并提出了今后西溪湿地科研的重点及方向。     

绿竹生态系统植硅体碳积累与分布特征

植硅体封存的有机碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）已被证明在生物地球化学碳硅循环中具有重要的作用。为了解绿竹Dendrocalamopsis oldhami生态系统中植硅体碳的分布与积累特征,于2014年12月在中心产区浙江省苍南县利用标准地调查方法,采集了不同年龄（1～3年生）、不同器官（叶、枝、秆）、凋落物和土壤样品,分析了硅、植硅体、植硅体碳质量分数。结果表明:绿竹地上部分硅、植硅体、植硅体碳质量分数大小表现均表现为凋落物＞叶＞枝＞秆,其中植硅体碳的质量分数分别为4.28,3.16,0.28,0.04 gkg－1,植硅体碳总积累量为22.64 kghm－2,大小顺序为叶（13.22 kghm－2）＞凋落物（5.74 kghm－2）＞枝（2.71 kghm－2）＞秆（0.96 kghm－2）;林地土壤硅、植硅体、植硅体碳质量分数均随着土层厚度的增加而呈降低的趋势,0～100 cm土壤中植硅体碳储量为1 302.60 kghm－2。绿竹植株体内植硅体质量分数与硅、植硅体碳质量分数之间的相关性达极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）水平,土壤植硅体碳质量分数与总有机碳质量分数之间也具有极显著（P＜0.01）相关性。图4表3参33     

不同马尾松种源树干植硅体碳封存潜力比较

  目的  植硅体封存有机碳(PhytOC)在减少大气二氧化碳含量、缓解温室效应等方面具有重要意义。本研究旨在研究不同种源马尾松Pinus massoniana树干植硅体碳封存潜力存在的差异,从而筛选出植硅体碳封存潜力较强的马尾松种源。  方法  在浙江淳安姥山林场采集20个马尾松种源树干样品,20个种源分别来自于全国11个省区的20个产地。以各样品总有机碳、植硅体、植硅体封存有机碳质量分数及树干生物量的测定结果来分析不同马尾松种源植硅体碳封存潜力的差异。  结果  20个马尾松种源树干的总有机碳、植硅体、植硅体封存有机碳、植硅体碳质量分数分别变动于467.6~489.6、0.305~0.845、126.8~210.2、0.049~0.128 g·kg?1;马尾松标准株树干生物量和植硅体碳储量的变动范围分别为76.48~295.39 kg·株?1和4.83~31.58 g·株?1;种源聚类分析可以将20个马尾松种源划分为4类,以湖北通山84、广西恭城111、江西吉安63和广西岑溪115植硅体碳封存能力较强的种源为1类;以河南桐柏21、湖南安化72、广东信宜105为代表的7个马尾松种源的植硅体碳封存能力次之;以浙江淳安56、贵州都匀123、福建永定95为代表的8个马尾松种源为第3类;浙江庆元54为植硅体碳封存能力最差的一类。  结论  不同种源马尾松树干的植硅体、植硅体封存有机碳和植硅体碳含量均具有显著性差异(P＜0.05)。广西岑溪115的植硅体碳封存能力最强,因此在马尾松生态系统中,可通过推广广西岑溪115来提高植硅体碳封存量。图3表2参35     

土壤植硅体碳稳定性的研究进展与展望

植硅体碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）是一个重要的长期（数千年）陆地碳组分,从而成为陆地土壤长期固碳的重要机制之一。植硅体碳的稳定性对全球陆地土壤碳库贡献比植硅体碳储量要大得多。综述了土壤植硅体碳的形成机制与特征,研究植硅体碳稳定性的重要意义以及影响植硅体碳稳定性的因素:不同植被类型产生的植硅体碳的稳定性存在显著差异,不同生长环境下同一植被类型的植硅体碳稳定性也存在差异;古土壤中的植硅体碳稳定性大于幼年中的土壤;植物植硅体的形态组合能够响应土壤盐碱浓度及pH值的变化;湿度和降水等影响植硅体的数量、大小、形态组合以及碳、氧同位素;大气二氧化碳浓度对植硅体的类型、大小比率等产生影响;植硅体的硅铝比值越低,稳定性越高。表1参90     

杭州西溪湿地现有维管植物区系多样性研究

西溪湿地有维管植物254种,隶属于204属91科。其中蕨类植物8科9属9种;裸子植物4科6属7种;双子叶植物67科146属184种;单子叶植物12科43属54种。在西溪湿地维管束植物属的分布区类型中,热带性质的属有91属,占总属数的47.5%,处于主导地位,反映出西溪湿地维管束植物的分布与本地所处的气候带相适应。世界分布有35属,占总属数的17.2%。也是湿地植被的主要组成成分或关键属,特有属匮乏。     

杭州西溪湿地水体中氮时空分布及污染评价

于2011年4、7、9和11月对西溪湿地的11个采样点水样进行了不同形态氮含量的测定,分析了TN、NH3-N及NO3--N的空间分布及季节分布特征.结果表明,湿地公园出入水口附近的采样点水体中氮含量总体较高;西溪湿地水体中TN和NH3-N含量分别在11月份和9月份时达最高值,但均在4月份时最低,而NO3--N含量分别在11月份和7月份达至最高和最低水平;西溪湿地水质表现为季节性的TN和NH3-N超标,TN含量多达超Ⅴ类水平,NH3-N含量多达Ⅲ～Ⅴ类水平,且7、9、11月超标相对严重.因此,今后应加强西溪湿地水质中TN和NH3-N的季节性监测和治理.     

杭州西溪国家湿地公园水生植物资源调查

对杭州西溪国家湿地公园水生植物资源进行调查,结果发现:(1)西溪湿地共有水生植物100种,隶属38科,其优势种为芦苇、芦荻、再力花、茭白、旱伞草、慈菇、菖蒲等7种;(2)西溪湿地水生植被可划分为挺水、浮水、漂浮、沉水4类;(3)分布面积达0.85km²,其中挺水植物0.60km²,浮水植物0.13km²,漂浮植物0.10km²,沉水植物仅0.02km².对目前存在的问题进行了分析,并从园林生态及可持续发展的角度提出了保护和开发利用的建议.     

杭州西溪国家湿地公园生态环境信息展示系统研究与开发

在分析杭州西溪国家湿地公园对生态环境信息公开需求的基础上,开展了湿地公园生态环境信息展示系统系统构架、数据库结构、功能模块等研究与开发,实现了完整的湿地生态环境信息展示平台框架。     

杭州西溪湿地大型底栖动物群落特征及与环境因子的关系

为揭示现阶段西溪湿地大型底栖动物群落现状及其对湿地生态保护工程的响应,于2009年8月至2010年5月对西溪湿地在3个不同时期建设的区域(Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区)中的大型底栖动物进行季度调查.共记录大型底栖动物3门8纲15科45种.霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、多毛管水蚓(Aulodrilus pluriseta)和梨形环棱螺(Bellamya purificata)是现阶段西溪湿地大型底栖动物的优势种.最早建设的Ⅰ区的环节动物密度在各季节均低于建设较晚的Ⅱ区和Ⅲ区,而软体动物的密度和生物量的变化趋势则相反;Ⅰ区大型底栖动物的总密度虽然与Ⅱ区和Ⅲ区没有明显差异,但总生物量、物种数、Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著上升.上述结果表明,西溪湿地生态保护工程早期建设区域的底栖动物多样性趋于增加,水生生态系统环境质量得以改善.ANOSIM分析显示,西溪湿地不同区域或季节间大型底栖动物群落结构均存在显著差异,且这些差异的主要贡献物种为多毛管水蚓(Aulodrilus pluriseta)和梨形环棱螺(Bellamya purificata),表明这两个优势物种对西溪湿地底栖环境变化反应敏感,可作为湿地环境评价的指示物种.BIO-ENV分析表明,水温是影响春季和夏季大型底栖动物群落结构的主要环境因子,水深是影响秋季和冬季大型底栖动物群落的主要因子,同时底泥总磷含量对解释大型底栖动物生物量和群落结构具有一定作用.     

南沙湿地生态系统服务价值评估

南沙湿地类型主要包括河流型湿地、近海岸型湿地、库塘型湿地及其他类型湿地共四大类型.根据实地调查、统计年鉴及历史文献资料,利用市场价值法、影子工程法、替代成本法、收入替代法、费用支出法和成果参照法等评估方法着重对湿地提供的物质生产、污染净化、涵养水源、消浪护岸、提供柄息地、气候调节、休闲娱乐、教育科研等8种服务功能进行价值评估.结果表明:南沙湿地生态系统服务总价值为61.50亿元/年,其中环境调节功能价值最大,约为24.76亿元/年,占湿地总服务价值的40.27％;其次为物质生产功能价值,为21.42亿元/年,占总价值的34.84％;人文社会服务功能价值为15.31亿元/年,占总价值的24.90％.从生态系统服务价值比例看出生态系统服务价值的大小与生态系统自身结构功能之间具有直接相关关系.     

杭州城区及其边缘地区湿地反硝化潜力评价

以杭州湿地为例,对湿地反硝化强度及其特性进行了分析,结果表明:杭州市区及边缘地区的湿地由于受人类活动影响的不同及所处环境的差异,其湿地反硝化强度有较大的差异,反硝化强度在0.21～2.38 mg/(kg.h)之间,城市化并没有减弱湿地的反硝化强度,城区湿地的反硝化平均强度高于城市边缘区,农田湿地反硝化强度低于其它湿地;湿地反硝化强度主要与有机质含量、全氮、微生物生物量碳和细菌数量呈正比,而受质地、pH和CaCO3含量等的影响较小,因此,湿地系统中有机碳含量可作为其反硝化潜力的判断指标。     

溱湖湿地生态系统服务价值评价

依据生态系统价值分析理论和方法,就溱湖湿地生态旅游度假区生态系统的服务价值进行了定量分析.结果表明,溱湖湿地生态系统服务功能价值约为5.01亿元,其中涵养水源的最大价值约为2.52亿元,其次为旅游休闲、水产品价值和科学考察、自然和生物多样性保护及净化功能.建议在进行生态旅游规划决策时,既要考虑到对现有状况的改造,又要注意到自然生态系统的潜在价值,合理利用和维护自然生态系统内部的生态平衡,保证湿地生态系统健康及可持续发展.